布羅布爾簡(jiǎn)介

    布羅布爾化學(xué)名為2-溴-2-硝基-1,3-丙二醇，又名溴硝丙二醇、溴硝醇、BNPD等，英文名2-bromo-2-bitro-1,3-propanediol，CAS登錄號(hào)：52-51-7，國外商品名為Bronopol。結(jié)構(gòu)式如下：

    純品為白色至淡黃色粉末或結(jié)晶，無臭無味。熔點(diǎn)118℃。在水中溶解度為25g/100g(25℃)；難溶于油，在油中溶解度為0.5g/100g(25℃）。油／水分配系數(shù)小。水溶液在堿性時(shí)徐徐分解。與某些金屬（如鋁）不能配用。本品在高溫和堿性條件下（pH大于8）不穩(wěn)定，光照下變棕色。

    布羅布爾是一種溴代硝基醇類廣譜殺菌劑，具有很高的殺菌活性和很低的使用濃度以及較寬的使用范圍，對(duì)人體皮膚無刺激、無致敏反應(yīng)，是美國批準(zhǔn)使用的化妝品防腐劑之一。

三大抗菌機(jī)理

（1）       抗菌活性來源于分子中缺電子的氧化性溴原子，其抗菌作用機(jī)理是溴原子氧化細(xì)菌細(xì)胞膜表面的硫醇基，使之成為二硫化合物，在細(xì)胞壁產(chǎn)生特大突起，使細(xì)胞壁破裂、內(nèi)溶物外流而殺死細(xì)菌；

（2）       另一可能的途徑是釋放出的活化溴素，與細(xì)胞膜蛋白質(zhì)結(jié)合，形成氮一溴化合物，從而干擾了細(xì)胞代謝， 后引起細(xì)菌死亡；

（3）       布羅布爾分解時(shí)釋放出的甲醛也可使細(xì)菌蛋白凝固，從而起到殺菌作用。

防霉抗菌效果

    布羅波爾是一種廣譜抗菌劑，主要氧化細(xì)菌酶中巰基，抑制脫氫酶的活性從而導(dǎo)致細(xì)胞膜不可逆轉(zhuǎn)的損害。其對(duì)革蘭氏陰性菌，尤其對(duì)銅綠假單胞菌有高度活性。布羅波爾對(duì)細(xì)菌比對(duì)霉菌、酵母更有效。此化合物在廣泛的pH范圍內(nèi)有殺菌作用，也不受陽離子、陰離子的表面活性劑或蛋白質(zhì)所影響。布羅波爾對(duì)一些微生物的 低抑制濃度見下表：

微生物效果影響因素

    布羅布爾具有廣譜抗菌作用，在25ppm濃度下就能抑制大多數(shù)細(xì)菌生長，尤其對(duì)革蘭氏陰性菌效果更佳，包括對(duì)銅綠假單胞桿菌也有良好的抑制效果。但對(duì)霉菌和酵母菌抑制效果一般。

影響布羅布爾防腐性能主要有以下幾個(gè)因素：

一、使用濃度

布羅布爾添加濃度越高，其防腐效果越好，殺菌劑必須達(dá)到一定量才會(huì)有殺滅或抑制微生物效果。

二、酸堿性

1、  pH值對(duì)微生物影響

微生物的大量繁殖生長離不開適宜的pH值，我們知道大多數(shù)細(xì)菌 適宜的 pH值為中性或稍偏堿性體系。真菌則適宜微酸性體系。如果微生物生存的體系pH值超出了所能適應(yīng)的范圍，則微生物的繁殖或生長就會(huì)被抑制或致死。

如見下表

 2、  pH值對(duì)布羅布爾的影響

布羅布爾在酸性條件下相當(dāng)穩(wěn)定，如果提高pH值會(huì)加速布羅布爾本身的分解，一般來說，其分解50%的時(shí)間：＞5年（pH=4）；≈18月（pH=6）；≈2月（pH8）。

如果在堿性體系中，布羅布爾仍然有防腐作用，是由于其分解釋放出甲醛的緣故。

三、溫度及濕度

1、  溫度對(duì)微生物的影響

一般情況下，溫度升高時(shí)，防腐劑的效果都會(huì)有所下降。大多數(shù)微生物的 適宜生長溫度在25～37℃。如果溫度高于40℃時(shí)，或低于10℃時(shí)，大多數(shù)微生物的繁殖或生長都會(huì)受到抑制。常見的一些微生物的生長溫度范圍如下表。

2、濕度對(duì)微生物的影響

    空氣或環(huán)境中相對(duì)濕度大，有利于微生物的生長和傳播。因此，在干燥的環(huán)境中，微生物細(xì)胞因失水而導(dǎo)致代謝活動(dòng)停止直至死亡。

3、溫度對(duì)布羅布爾的影響

   布羅布爾一般情況下防腐性能很穩(wěn)定。但溫度的升高，會(huì)加速其分解。其水溶液分解過程為：

四、助劑對(duì)布羅布爾的影響

    常見的助劑不會(huì)影響布羅布爾的防腐活性，適量的表面活性劑反而會(huì)增強(qiáng)布羅布爾透過細(xì)胞膜的能力。但也會(huì)受一些物質(zhì)的影響，如與胺及酰胺會(huì)形成亞酰胺及亞硝酸胺。適當(dāng)使用抗氧劑可抑制這些物質(zhì)的形成。另外，含一SH基的化合物及半胱胺酸也會(huì)抑制其作用。

安全性評(píng)價(jià)

    布羅波爾屬中等毒性化合物。布羅波爾的大鼠急性經(jīng)口LD₅₀為180～400mg/kg，小鼠為250～500mg/kg；狗為250mg/kg；大鼠急性經(jīng)皮LD₅₀值大于1600mg/kg；大鼠急性吸入LC₅₀(6小時(shí))＞5mg/L空氣。對(duì)兔皮膚有中等刺激，對(duì)兔眼睛有輕微刺激。野鴨急性經(jīng)口LD₅₀為510mg/kg。虹鱒LC₅₀(96小時(shí))為20.0mg/L。水蚤LC₅₀(48小時(shí))為1.4mg/L。

     對(duì)皮膚和粘膜的試驗(yàn)：當(dāng)布羅波爾濃度低于0.5%濃度時(shí)，對(duì)皮膚和粘膜沒有任何刺激。當(dāng)用0.5%布羅波爾稀釋液（高于使用濃度10倍），對(duì)家兔皮膚進(jìn)行一次性刺激試驗(yàn)，結(jié)果為輕刺激性。

應(yīng)用情況

一、概況

    布羅布爾1987年被發(fā)現(xiàn)，但在很長一段時(shí)間內(nèi)沒有找到它的應(yīng)用領(lǐng)域，直到20世紀(jì)年代末60年代初，英國化學(xué)藥學(xué)協(xié)會(huì)才把它作為抗菌劑而加以系統(tǒng)研究。

    布羅布爾 早在農(nóng)業(yè)上得到應(yīng)用， 早的含溴農(nóng)藥就是德國Boots公司開發(fā)的。它作棉花種子處理劑，對(duì)棉花和多種作物無藥害。由于它具有廣譜抗菌性，在醫(yī)藥行業(yè)中用作消毒劑。

    隨著布羅布爾優(yōu)點(diǎn)不斷地被發(fā)現(xiàn)，它的應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴(kuò)大，由于它的廣譜抗菌性，水溶性好，且復(fù)配性能優(yōu)，近年來被大量用作香波、洗面奶、雪花膏及粉蜜等化妝品的防腐劑。

二、化妝品領(lǐng)域

    布羅布爾對(duì)細(xì)菌、霉菌、酵母菌均有抑殺作用，但對(duì)霉菌和酵母菌抑制活性差，和尼

泊金酯配合使用可增強(qiáng)對(duì)霉菌和酵母菌的抑殺作用。它在化妝品中的推薦使用濃度為200ppm。在化妝品中，作為防腐劑它主要可用于雪花膏、洗發(fā)劑、嬰兒浴液、液體皂、嬰兒洗發(fā)劑、泡沫浴液、乳液、護(hù)膚膏、蛋白質(zhì)浴液、化妝水、護(hù)發(fā)素、染發(fā)劑、發(fā)乳和浴用凝膠等等。

三、水處理領(lǐng)域

    布羅布爾可以分別和異噻唑、季銨鹽、聚季銨鹽、乙烯基單甲基醚等殺菌劑進(jìn)行復(fù)配形成一類新型殺菌劑，廣泛用于冷卻水、紙漿以及空調(diào)循環(huán)水等領(lǐng)域。

四、石油回注水

    將布羅布爾和表面活性劑做成條狀和塊狀的固體殺菌劑，能控制油井水中微生物的生長，且能在水中分散溶解而不溶于油中，因此可進(jìn)入石油系統(tǒng)底部的水層中殺滅細(xì)菌，從而有效抑制金屬工件的腐蝕。

五、除味劑

    以布羅布爾為主的廁所空氣除味劑既可在很低濃度下殺滅微生物，也可有效除去廁所空氣和水中的氨氣、硫化氫和硫醇，且由于布羅布爾無味，價(jià)格低廉，用它做殺菌劑的除味劑不僅可用于家庭廁所，還可用于垃圾處理中難聞氣味的脫味液。由布羅布爾作殺菌劑及脫味劑、金屬硫酸鹽或金屬氯化物作填料、吡咯化合物作防腐蝕劑組成的脫臭劑，可用于火車、公共汽車、飛機(jī)及輪船的糞便沖洗脫臭。

六、其他工業(yè)領(lǐng)域

    布羅布爾尤其對(duì)假單胞菌有優(yōu)異的抑殺效果，加上良好的水溶性，可配合異噻等殺菌劑，

除了上面的領(lǐng)域，還廣泛應(yīng)用于乳液、涂料、顏料、固體膠、切削液等等水性產(chǎn)品。但在復(fù)配時(shí)要注意，布羅布爾容易導(dǎo)致變色。

主要合成線路

一、先羥烷基化、后溴化反應(yīng)

    硝基甲烷與甲醛生成2-硝基1,3-丙二醇，2,-硝基1,3-丙二醇繼續(xù)和氫氧化鈉反應(yīng)得到醇鈉中間體，該中間體和溴素反應(yīng)得到溴硝醇。

二、先溴化后羥烷基化反應(yīng)

    將硝基甲烷和溴素在堿性條件下反應(yīng)得到溴代硝基甲烷，溴代硝基甲烷繼續(xù)與甲醛

反應(yīng)得到溴硝醇。